JP2024114273A - Etching method and etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の例示的実施形態は、エッチング方法及びエッチング装置に関するものである。 An exemplary embodiment of the present disclosure relates to an etching method and an etching apparatus.
電子デバイスの製造においては、基板のシリコン含有膜のプラズマエッチングが行われている。プラズマエッチングでは、処理ガスから生成されたプラズマを用いてシリコン含有膜のエッチングが行われる。特開2016-39309号公報は、シリコン含有膜のプラズマエッチングに用いられる処理ガスとして、水素ガス、フルオロハイドロカーボンガス、フッ素含有ガス、炭化水素ガス、三塩化ホウ素ガス、及び窒素ガスを含む処理ガスを開示している。特開2014-17406号公報は、シリコン含有膜のプラズマエッチングに用いられる処理ガスとして、ホウ素を含む処理ガスを開示している。 In the manufacture of electronic devices, plasma etching of a silicon-containing film on a substrate is performed. In plasma etching, the silicon-containing film is etched using plasma generated from a processing gas. JP 2016-39309 A discloses a processing gas containing hydrogen gas, a fluorohydrocarbon gas, a fluorine-containing gas, a hydrocarbon gas, boron trichloride gas, and nitrogen gas as a processing gas used in plasma etching of a silicon-containing film. JP 2014-17406 A discloses a processing gas containing boron as a processing gas used in plasma etching of a silicon-containing film.
本開示は、エッチングにより形成される凹部の側壁の形状異常を抑制する技術を提供する。 This disclosure provides a technology that suppresses shape abnormalities in the sidewalls of recesses formed by etching.
一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、(a)基板をエッチングして、前記基板に凹部の第1の部分を形成する工程であって、前記第1の部分は底面及び側壁を含む、工程と、(b)前記側壁内又は前記側壁上に、フルオロホウ酸アンモニウム層を形成する工程と、(c)前記フルオロホウ酸アンモニウム層により前記側壁を保護しながら、前記底面をエッチングして、前記第1の部分の下方に前記凹部の第2の部分を形成する工程と、を含む。 In one exemplary embodiment, the etching method includes the steps of: (a) etching a substrate to form a first portion of a recess in the substrate, the first portion including a bottom surface and a sidewall; (b) forming an ammonium fluoroborate layer in or on the sidewall; and (c) etching the bottom surface while protecting the sidewall with the ammonium fluoroborate layer to form a second portion of the recess below the first portion.
一つの例示的実施形態によれば、エッチングにより形成される凹部の側壁の形状異常を抑制する技術が提供される。 According to one exemplary embodiment, a technique is provided for suppressing shape abnormalities on the sidewalls of recesses formed by etching.
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Various exemplary embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the same or equivalent parts in each drawing will be given the same reference numerals.
図1は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
Figure 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a plasma processing system. In one embodiment, the plasma processing system includes a plasma processing device 1 and a control unit 2. The plasma processing system is an example of a substrate processing system, and the plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device. The plasma processing device 1 includes a
プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
The
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
The control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to execute various steps described in this disclosure. The control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to execute various steps described herein. In one embodiment, a part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1. The control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The control unit 2 is realized, for example, by a
以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 Below, an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus is described as an example of the plasma processing apparatus 1. Figure 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
容量結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
The capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
The
一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF電源31及び/又はDC電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。
In one embodiment, the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111. The base 1110 includes a conductive member. The conductive member of the base 1110 may function as a lower electrode. The electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110. The electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a. The ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that other members surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b. In this case, the ring assembly 112 may be disposed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be disposed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member. Also, at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32 described later may be disposed in the ceramic member 1111a. In this case, the at least one RF/DC electrode functions as a lower electrode. When a bias RF signal and/or a DC signal described later is supplied to the at least one RF/DC electrode, the RF/DC electrode is also called a bias electrode. Note that the conductive member of the base 1110 and the at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes. Also, the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Thus, the
リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。 The ring assembly 112 includes one or more annular members. In one embodiment, the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring. The edge rings are formed of a conductive or insulating material, and the cover rings are formed of an insulating material.
また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
The
シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s. The shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas inlets 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the multiple gas inlets 13c. The shower head 13 also includes at least one upper electrode. In addition to the shower head 13, the gas introduction unit may include one or more side gas injectors (SGIs) attached to one or more openings formed in the sidewall 10a.
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。 The gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22. In one embodiment, the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 through a respective flow controller 22 to the showerhead 13. Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Additionally, the gas supply 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the at least one process gas.
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
The power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the
一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。 In one embodiment, the RF power supply 31 includes a first RF generating section 31a and a second RF generating section 31b. The first RF generating section 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation. In one embodiment, the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz. In one embodiment, the first RF generating section 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。 The second RF generator 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power). The frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz. In one embodiment, the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies. The generated one or more bias RF signals are provided to at least one lower electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
The power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the
種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 In various embodiments, the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. The voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof pulse waveform. In one embodiment, a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the first DC generator 32a and at least one lower electrode. Thus, the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator. When the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator, the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode. The voltage pulses may have a positive polarity or a negative polarity. Also, the sequence of voltage pulses may include one or more positive polarity voltage pulses and one or more negative polarity voltage pulses within one period. The first and second DC generating units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generating unit 32a may be provided in place of the second RF generating unit 31b.
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
The exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the
図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。図3に示されるエッチング方法MT1(以下、「方法MT1」という)は、上記実施形態のプラズマ処理装置1により実行され得る。方法MT1は、基板Wに適用され得る。 Figure 3 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment. The etching method MT1 (hereinafter referred to as "method MT1") shown in Figure 3 can be performed by the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment. Method MT1 can be applied to a substrate W.
図4は、図3の方法が適用され得る一例の基板Wの断面図である。図4に示されるように、一実施形態において、基板Wは、エッチング対象膜FLと、エッチング対象膜FL上のマスクMKとを備える。基板Wは、エッチング対象膜FLの下の下地領域URを更に備えてもよい。 Figure 4 is a cross-sectional view of an example substrate W to which the method of Figure 3 can be applied. As shown in Figure 4, in one embodiment, the substrate W comprises a film to be etched FL and a mask MK on the film to be etched FL. The substrate W may further comprise a base region UR below the film to be etched FL.
エッチング対象膜FLは、シリコン(Si)を含んでもよい。エッチング対象膜FLは、シリコン及び窒素(N)を含んでもよい。エッチング対象膜FLは、シリコン窒化膜(SiN膜)、シリコン酸窒化膜(SiON膜)、及び積層膜からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。積層膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含んでもよい。シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜は交互に積層されてもよい。 The film FL to be etched may include silicon (Si). The film FL to be etched may include silicon and nitrogen (N). The film FL to be etched may include at least one selected from the group consisting of a silicon nitride film (SiN film), a silicon oxynitride film (SiON film), and a laminated film. The laminated film may include a silicon oxide film and a silicon nitride film. The silicon oxide film and the silicon nitride film may be laminated alternately.
マスクMKは、開口OPを有してもよい。マスクMKは、複数の開口OPを有してもよい。開口OPは、ホールパターンを有してもよいし、ラインパターンを有してもよい。開口OPの寸法(CD:Critical Dimension)は、100nm以下であってもよい。マスクMKは、炭素含有膜又は金属含有膜を含んでもよい。炭素含有膜は、アモルファスカーボン膜を含んでもよい。金属含有膜は、ケイ化タングステン(WSi)、炭化タングステン(WC)、及び窒化チタン(TiN)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。 The mask MK may have an opening OP. The mask MK may have a plurality of openings OP. The opening OP may have a hole pattern or a line pattern. The dimension (CD: Critical Dimension) of the opening OP may be 100 nm or less. The mask MK may include a carbon-containing film or a metal-containing film. The carbon-containing film may include an amorphous carbon film. The metal-containing film may include at least one selected from the group consisting of tungsten silicide (WSi), tungsten carbide (WC), and titanium nitride (TiN).
下地領域URは、シリコン含有膜を含んでもよい。下地領域URは、例えばDRAM又は3D-NAND等のメモリデバイスのための少なくとも1つの膜を含んでもよい。 The underlying region UR may include a silicon-containing film. The underlying region UR may include at least one film for a memory device, such as a DRAM or 3D-NAND.
以下、方法MT1について、方法MT1が上記実施形態のプラズマ処理装置1を用いて基板Wに適用される場合を例にとって、図3~図7を参照しながら説明する。図5~図7のそれぞれは、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。プラズマ処理装置1が用いられる場合には、制御部2によるプラズマ処理装置1の各部の制御により、プラズマ処理装置1において方法MT1が実行され得る。方法MT1では、図2に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内に配置された基板支持部11上の基板Wを処理する。
Method MT1 will be described below with reference to Figs. 3 to 7, taking as an example a case where method MT1 is applied to a substrate W using the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment. Each of Figs. 5 to 7 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. When the plasma processing apparatus 1 is used, method MT1 can be performed in the plasma processing apparatus 1 by controlling each part of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2. In method MT1, a substrate W on a
図3に示されるように、方法MT1は、工程ST1~工程ST5を含み得る。工程ST1~工程ST5は順に実行され得る。工程ST4は、工程ST3の後に実施されてもよいし、工程ST3と同時に実施されてもよい。工程ST2、工程ST3、及び工程ST4は、同時に実施されてもよい。工程ST1~工程ST5はin-situで行われてもよいし、in-systemで行われてもよい。方法MT1は、工程ST5を含まなくてもよい。 As shown in FIG. 3, method MT1 may include steps ST1 to ST5. Steps ST1 to ST5 may be performed in sequence. Step ST4 may be performed after step ST3, or may be performed simultaneously with step ST3. Steps ST2, ST3, and ST4 may be performed simultaneously. Steps ST1 to ST5 may be performed in-situ or in-system. Method MT1 may not include step ST5.
(工程ST1)
工程ST1では、図4に示される基板Wを提供する。基板Wは、プラズマ処理チャンバ10内に配置され得る。基板Wは、プラズマ処理チャンバ10内において基板支持部11により支持され得る。下地領域URは、基板支持部11とエッチング対象膜FLとの間に配置され得る。
(Step ST1)
In step ST1, a substrate W shown in Fig. 4 is provided. The substrate W may be disposed in a
(工程ST2)
工程ST2では、図5に示されるように、基板Wをエッチングして、基板Wに凹部RSの第1の部分RS1を形成する。処理ガスから生成されるプラズマにより、開口OPを介してエッチング対象膜FLをエッチングしてもよい。エッチングによりエッチング対象膜FLに凹部RSの第1の部分RS1が形成され得る。第1の部分RS1は、側壁RSa及び底面RSbを有する。底面RSbは、下地領域URから離れていてもよい。
(Step ST2)
In step ST2, as shown in Fig. 5, the substrate W is etched to form a first portion RS1 of the recess RS in the substrate W. The etching target film FL may be etched through the opening OP by plasma generated from a processing gas. The etching may form the first portion RS1 of the recess RS in the etching target film FL. The first portion RS1 has a sidewall RSa and a bottom surface RSb. The bottom surface RSb may be separated from the underlying region UR.
エッチング対象膜FLがシリコン及び窒素を含む場合、処理ガスとして、第1の処理ガスが用いられてもよい。その場合、工程ST2では、図5に示されるように、第1の処理ガスから生成される第1のプラズマPL1により、開口OPを介してエッチング対象膜FLをエッチングしてもよい。第1の処理ガスは、水素(H)、フッ素(F)、及びホウ素(B)を含んでもよい。第1の処理ガスは、水素含有ガス、フッ素含有ガス、及びホウ素含有ガスを含んでもよい。水素含有ガスは、水素ガス(H2ガス)、フッ化水素ガス(HFガス)、及びハイドロフルオロカーボンガス(CxHyFzガス。x、y及びzのそれぞれは自然数である。)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。フッ素含有ガスは、フッ化水素ガス(HFガス)、フルオロカーボンガス(CxFyガスx及びyのそれぞれは自然数である。)、ハイドロフルオロカーボンガス(CxHyFzガス)、三フッ化窒素ガス(NF3ガス)、三フッ化リンガス(PF3ガス)、及び五フッ化リンガス(PF5ガス)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。ホウ素含有ガスは、三塩化ホウ素ガス(BCl3ガス)、三フッ化ホウ素ガス(BF3ガス)、水素化ホウ素ガス(例えばBH3ガス)、及び三臭化ホウ素ガス(BBr3ガス)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。第1の処理ガスには、窒素が含まれなくてもよい。 When the etching target film FL contains silicon and nitrogen, a first processing gas may be used as the processing gas. In that case, in the process ST2, as shown in FIG. 5, the etching target film FL may be etched through the opening OP by a first plasma PL1 generated from the first processing gas. The first processing gas may contain hydrogen (H), fluorine (F), and boron (B). The first processing gas may contain a hydrogen-containing gas, a fluorine-containing gas, and a boron-containing gas. The hydrogen-containing gas may contain at least one selected from the group consisting of hydrogen gas ( H2 gas), hydrogen fluoride gas ( HF gas), and hydrofluorocarbon gas (CxHyFz gas , where x, y, and z are natural numbers). The fluorine-containing gas may include at least one selected from the group consisting of hydrogen fluoride gas (HF gas), fluorocarbon gas ( CxFy gas, x and y are natural numbers), hydrofluorocarbon gas ( CxHyFz gas), nitrogen trifluoride gas ( NF3 gas), phosphorus trifluoride gas ( PF3 gas), and phosphorus pentafluoride gas ( PF5 gas). The boron-containing gas may include at least one selected from the group consisting of boron trichloride gas ( BCl3 gas), boron trifluoride gas ( BF3 gas), boron hydride gas (e.g., BH3 gas), and boron tribromide gas ( BBr3 gas). The first process gas may not include nitrogen.
第1の処理ガスは、リン含有ガス、ハロゲン含有ガス、窒素含有ガス、及び酸素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つの添加ガスを更に含んでもよい。リン含有ガスは、三フッ化リンガス(PF3ガス)、及び五フッ化リンガス(PF5ガス)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。ハロゲン含有ガスは、塩素含有ガス、及び臭素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。塩素含有ガスは、Cl2ガスを含んでもよい。臭素含有ガスは、HBrガスを含んでもよい。窒素含有ガスは、窒素ガス(N2ガス)、酸窒化ガス(NOガス)、三フッ化窒素ガス(NF3ガス)、アンモニアガス(NH3ガス)、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、及びアミンガスからなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。酸素含有ガスは、酸素ガス(O2)、一酸化炭素ガス(CO)、及び二酸化炭素ガス(CO2)からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。 The first process gas may further include at least one additive gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas, a halogen-containing gas, a nitrogen-containing gas, and an oxygen-containing gas. The phosphorus-containing gas may include at least one selected from the group consisting of phosphorus trifluoride gas ( PF3 gas) and phosphorus pentafluoride gas ( PF5 gas). The halogen-containing gas may include at least one selected from the group consisting of a chlorine-containing gas and a bromine-containing gas. The chlorine-containing gas may include Cl2 gas. The bromine-containing gas may include HBr gas. The nitrogen-containing gas may include at least one selected from the group consisting of nitrogen gas ( N2 gas), oxynitride gas (NO gas), nitrogen trifluoride gas ( NF3 gas), ammonia gas ( NH3 gas), a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, and an amine gas. The oxygen-containing gas may include at least one selected from the group consisting of oxygen gas ( O2 ), carbon monoxide gas (CO), and carbon dioxide gas ( CO2 ).
凹部RSは、プラズマ処理チャンバ10内に基板Wが供給される前に(工程ST1の前に)予めエッチング対象膜FLに設けられてもよい。その場合、工程ST2は、省略されてもよい。 The recess RS may be provided in the film FL to be etched before the substrate W is supplied into the plasma processing chamber 10 (before step ST1). In that case, step ST2 may be omitted.
(工程ST3)
工程ST3では、図6に示されるように、第1の部分RS1の側壁RSa上に、フルオロホウ酸アンモニウム(以下、「AFB」という)層DPを形成する。AFB層DPは、第1の処理ガスから生成される第1のプラズマPL1により、形成され得る。AFBは、第1のプラズマPL1中の化学種とエッチング対象膜FLとの反応により生成され得る。AFB層DPは、第1の部分RS1の側壁RSa内に形成されてもよい。ここで、AFB層DPが側壁RSa内に形成される場合とは、側壁RSaの表面近傍において側壁RSa内部にAFB層DPが形成されることを意味する。工程ST3は、第1の処理ガスから生成された第1のプラズマPL1に基板W(エッチング対象膜FL)を晒すことによって実施されてもよい。AFB層DPは、凹部RSの底面RSb上に形成されなくてもよいし、凹部RSの底面RSb上に形成されてもよい。AFB層DPは、テトラフルオロホウ酸アンモニウム(NH4BF4)を含んでもよい。
(Step ST3)
In step ST3, as shown in FIG. 6, an ammonium fluoroborate (hereinafter, referred to as "AFB") layer DP is formed on the sidewall RSa of the first portion RS1. The AFB layer DP may be formed by a first plasma PL1 generated from a first processing gas. The AFB may be generated by a reaction between a chemical species in the first plasma PL1 and the etching target film FL. The AFB layer DP may be formed in the sidewall RSa of the first portion RS1. Here, the case where the AFB layer DP is formed in the sidewall RSa means that the AFB layer DP is formed inside the sidewall RSa in the vicinity of the surface of the sidewall RSa. The step ST3 may be performed by exposing the substrate W (etching target film FL) to the first plasma PL1 generated from the first processing gas. The AFB layer DP may not be formed on the bottom surface RSb of the recess RS, or may be formed on the bottom surface RSb of the recess RS. The AFB layer DP may include ammonium tetrafluoroborate (NH 4 BF 4 ).
工程ST3は、基板Wを支持する基板支持部11における温度が50℃以下において実施されてもよい。工程ST3を低温下で実施することによって、AFBが揮発し難くなり得る。工程ST3において、基板支持部11の温度は、30℃以下であってもよいし、0℃以下であってもよいし、-20℃以下であってもよい。基板支持部11の温度は、-60℃以上であってもよい。工程ST3において、基板Wの温度は60℃以下であってもよいし、200℃以下であってもよい。基板Wの温度は30℃以上であってもよい。AFBが分解される温度が約200℃であるので、工程ST3における基板Wの温度が200℃以下であることによって、AFBが揮発し難くなり得る。
Step ST3 may be performed at a temperature of 50°C or less at the
(工程ST4)
工程ST4では、図7に示されるように、AFB層DPにより側壁RSaを保護しながら、底面RSbをエッチングする。底面RSbは、第1の処理ガスから生成される第1のプラズマPL1により、エッチングされ得る。工程ST4では、第1の部分RS1の下方に凹部RSの第2の部分RS2を形成する。工程ST4では、AFB層DPにより側壁RSaを保護することによって、側壁RSaへの化学種の侵入が阻止され、側壁RSaのエッチングが抑制され得る。
(Step ST4)
In step ST4, as shown in Fig. 7, the bottom surface RSb is etched while the sidewall RSa is protected by the AFB layer DP. The bottom surface RSb can be etched by a first plasma PL1 generated from a first process gas. In step ST4, a second portion RS2 of the recess RS is formed below the first portion RS1. In step ST4, by protecting the sidewall RSa with the AFB layer DP, the intrusion of chemical species into the sidewall RSa can be prevented, and etching of the sidewall RSa can be suppressed.
工程ST4における第1の処理ガスは、工程ST3における第1の処理ガスと異なってもよい。工程ST4における第1の処理ガスは、ホウ素含有ガスを含まないか、又は工程ST3における第1の処理ガス中のホウ素含有ガスの流量よりも少ない流量でホウ素含有ガスを含んでもよい。 The first process gas in step ST4 may be different from the first process gas in step ST3. The first process gas in step ST4 may not contain a boron-containing gas or may contain a boron-containing gas at a flow rate less than the flow rate of the boron-containing gas in the first process gas in step ST3.
(工程ST5)
工程ST5では、工程3と工程4とを繰り返す。工程3と工程4とを繰り返すことによって、凹部RSが深くなる。工程ST5の終了時に凹部RSの底面RSbは下地領域URに到達してもよい。
(Step ST5)
In step ST5, steps 3 and 4 are repeated. The recesses RS become deeper by repeating steps 3 and 4. At the end of step ST5, the bottom surfaces RSb of the recesses RS may reach the underlying regions UR.
工程ST2、工程ST4及び工程ST5における基板支持部11の温度の例は、工程ST3における基板支持部11の温度の例と同じであってもよい。工程ST2、工程ST4及び工程ST5における基板Wの温度の例は、工程ST3における基板Wの温度の例と同じであってもよい。
An example of the temperature of the
工程ST2~工程ST5において、処理ガスとして、第1の処理ガスに代えて、第2の処理ガスが用いられてもよい。第2の処理ガスが用いられる場合、以下の点を除き第1の処理ガスが用いられる場合と同じように方法MTが行われ得る。工程ST2では、図5に示されるように、第2の処理ガスから生成される第2のプラズマPL2により、開口OPを介してエッチング対象膜FLをエッチングしてもよい。第2の処理ガスは、窒素(N)、水素(H)、フッ素(F)、及びホウ素(B)を含んでもよい。第2の処理ガスは、窒素含有ガス、水素含有ガス、フッ素含有ガス、及びホウ素含有ガスを含んでもよい。窒素含有ガスは、窒素ガス(N2ガス)、酸窒化ガス(NOガス)、三フッ化窒素ガス(NF3ガス)、アンモニアガス(NH3ガス)、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、及びアミンガスからなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。第2の処理ガスを用いる場合、エッチング対象膜FLは、シリコンを含んでもよい。エッチング対象膜FLは、窒素を含まなくてもよい。第2の処理ガスは、リン含有ガス、ハロゲン含有ガス、及び酸素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つの添加ガスを更に含んでもよい。第2の処理ガスに含まれる添加ガスの例は、第1の処理ガスに含まれる添加ガスの例と同じであってもよい。工程ST3は、図6に示されるように、第2の処理ガスから生成された第2のプラズマPL2に基板W(エッチング対象膜FL)を晒すことによって実施されてもよい。工程ST4では、図7に示されるように、第2の処理ガスから生成される第2のプラズマPL2により、AFB層DPにより側壁RSaを保護しながら、底面RSbをエッチングしてもよい。 In steps ST2 to ST5, a second processing gas may be used as the processing gas instead of the first processing gas. When the second processing gas is used, the method MT may be performed in the same manner as when the first processing gas is used, except for the following points. In step ST2, as shown in FIG. 5, the etching target film FL may be etched through the opening OP by a second plasma PL2 generated from the second processing gas. The second processing gas may contain nitrogen (N), hydrogen (H), fluorine (F), and boron (B). The second processing gas may contain a nitrogen-containing gas, a hydrogen-containing gas, a fluorine-containing gas, and a boron-containing gas. The nitrogen-containing gas may contain at least one selected from the group consisting of nitrogen gas (N 2 gas), oxynitride gas (NO gas), nitrogen trifluoride gas (NF 3 gas), ammonia gas (NH 3 gas), a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, and an amine gas. When the second processing gas is used, the etching target film FL may contain silicon. The film to be etched FL may not contain nitrogen. The second process gas may further contain at least one additive gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas, a halogen-containing gas, and an oxygen-containing gas. An example of the additive gas contained in the second process gas may be the same as the example of the additive gas contained in the first process gas. As shown in FIG. 6, the process ST3 may be performed by exposing the substrate W (film to be etched FL) to a second plasma PL2 generated from the second process gas. In the process ST4, as shown in FIG. 7, the bottom surface RSb may be etched by the second plasma PL2 generated from the second process gas while the sidewall RSa is protected by the AFB layer DP.
上述の方法MT1によれば、AFB層DPにより側壁RSaが保護されるので、側壁RSaのエッチングが抑制される。それにより、凹部RSの形状異常(例えばボーイング)を抑制することができる。 According to the above-described method MT1, the sidewall RSa is protected by the AFB layer DP, so that etching of the sidewall RSa is suppressed. This makes it possible to suppress shape abnormalities (e.g., bowing) of the recess RS.
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。 Although various exemplary embodiments have been described above, various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made without being limited to the exemplary embodiments described above. In addition, elements in different embodiments may be combined to form other embodiments.
図8は、第1変形例に係るエッチング方法(以下、「方法MT2」という)のフローチャートである。図9及び図10は、第1変形例に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。方法MT2は、工程ST3を除き方法MT1と同じように行われ得る。方法MT2の工程ST3は、工程ST31及び工程ST32を有する。工程ST32は工程ST31の後に行われ得る。 Figure 8 is a flowchart of an etching method according to a first modified example (hereinafter referred to as "method MT2"). Figures 9 and 10 are cross-sectional views showing one step of the etching method according to the first modified example. Method MT2 may be performed in the same manner as method MT1, except for step ST3. Step ST3 of method MT2 includes steps ST31 and ST32. Step ST32 may be performed after step ST31.
(工程ST31)
工程ST31では、図9に示されるように、第1の部分RS1の側壁RSa内又は側壁RSa上に、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層DP1を形成してもよい。アンモニウム塩含有層DP1は、フルオロケイ酸アンモニウム(以下、「AFS」という)を含んでもよい。アンモニウム塩含有層DP1は、(NH4)2SiF6、NH4SiF5、及び(NH4)3SiF7からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。工程ST31は、水素及びフッ素を含む第3の処理ガスから生成された第3のプラズマPL3に基板W(エッチング対象膜FL)を晒すことによって実施されてもよい。第3の処理ガスは、水素含有ガス及びフッ素含有ガスを含んでもよい。第3の処理ガスを用いる場合、エッチング対象膜FLは、シリコン及び窒素を含んでもよい。第3の処理ガスは、窒素を含まなくてもよい。第3の処理ガスは、リン含有ガス及びハロゲン含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含んでもよい。工程ST31は、窒素、水素、及びフッ素を含む第5の処理ガスから生成された第5のプラズマPL5に基板Wを晒すことによって実施されてもよい。第5の処理ガスは、窒素含有ガス、水素含有ガス、及びフッ素含有ガスを含んでもよい。第5の処理ガスを用いる場合、エッチング対象膜FLは、シリコンを含んでもよい。エッチング対象膜FLは、窒素を含まなくてもよい。第5の処理ガスは、リン含有ガス及びハロゲン含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含んでもよい。AFBは、第3のプラズマPL3又は第5のプラズマPL5中の化学種とエッチング対象膜FLとの反応により生成され得る。
(Step ST31)
In the step ST31, as shown in FIG. 9, an ammonium salt-containing layer DP1 not containing boron may be formed in or on the side wall RSa of the first portion RS1. The ammonium salt-containing layer DP1 may contain ammonium fluorosilicate (hereinafter referred to as "AFS"). The ammonium salt-containing layer DP1 may contain at least one selected from the group consisting of (NH 4 ) 2 SiF 6 , NH 4 SiF 5 , and (NH 4 ) 3 SiF 7. The step ST31 may be performed by exposing the substrate W (film to be etched FL) to a third plasma PL3 generated from a third process gas containing hydrogen and fluorine. The third process gas may contain a hydrogen-containing gas and a fluorine-containing gas. When the third process gas is used, the film to be etched FL may contain silicon and nitrogen. The third process gas may not contain nitrogen. The third process gas may include at least one gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas and a halogen-containing gas. The process ST31 may be performed by exposing the substrate W to a fifth plasma PL5 generated from a fifth process gas containing nitrogen, hydrogen, and fluorine. The fifth process gas may include a nitrogen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. When the fifth process gas is used, the film FL to be etched may include silicon. The film FL to be etched may not include nitrogen. The fifth process gas may include at least one gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas and a halogen-containing gas. The AFB may be generated by a reaction between the chemical species in the third plasma PL3 or the fifth plasma PL5 and the film FL to be etched.
第3の処理ガス又は第5の処理ガスがリン含有ガスを含む場合、アンモニウム塩含有層DP1は、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム(NH4PF6)を含んでもよい。第3の処理ガス又は第5の処理ガスがハロゲン含有ガスを含む場合、アンモニウム塩含有層DP1は、NH4X(Xはハロゲン元素)を含んでもよい。第3の処理ガス又は第5の処理ガスが臭素含有ガスを含む場合、アンモニウム塩含有層DP1は、臭化アンモニウム(NH4Br)を含んでもよい。 When the third process gas or the fifth process gas contains a phosphorus-containing gas, the ammonium salt-containing layer DP1 may contain ammonium hexafluorophosphate (NH 4 PF 6 ). When the third process gas or the fifth process gas contains a halogen-containing gas, the ammonium salt-containing layer DP1 may contain NH 4 X (X is a halogen element). When the third process gas or the fifth process gas contains a bromine-containing gas, the ammonium salt-containing layer DP1 may contain ammonium bromide (NH 4 Br).
(工程ST32)
工程ST32では、図10に示されるように、アンモニウム塩含有層DP1からAFB含有層DP2が形成される。AFB含有層DP2は、AFBを含む。AFB含有層DP2は、AFB以外を含んでもよい。AFB含有層DP2は、NH4PF6を含んでもよい。工程ST31において第3の処理ガスを用いる場合、工程ST32は、ホウ素を含む第4の処理ガスから生成された第4のプラズマPL4にアンモニウム塩含有層DP1を晒すことによって実施されてもよい。第4の処理ガスはホウ素含有ガスを含んでもよい。ホウ素含有ガスによって、例えば、ホウ素含有ガスとアンモニウム塩含有層DP1との間の反応によって、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有物中のシリコンがホウ素と置換され得る。その結果、AFBが生成されてもよい。工程ST31において第5の処理ガスを用いる場合、工程ST32は、ホウ素を含む第6の処理ガスから生成された第6のプラズマPL6にアンモニウム塩含有層DP1を晒すことによって実施されてもよい。第6の処理ガスはホウ素含有ガスを含んでもよい。
(Step ST32)
In step ST32, as shown in FIG. 10, an AFB-containing layer DP2 is formed from the ammonium salt-containing layer DP1. The AFB-containing layer DP2 contains AFB. The AFB-containing layer DP2 may contain other than AFB. The AFB-containing layer DP2 may contain NH 4 PF 6. When a third processing gas is used in step ST31, step ST32 may be performed by exposing the ammonium salt-containing layer DP1 to a fourth plasma PL4 generated from a fourth processing gas containing boron. The fourth processing gas may contain a boron-containing gas. The boron-containing gas may, for example, replace silicon in the ammonium salt-containing material that does not contain boron with boron through a reaction between the boron-containing gas and the ammonium salt-containing layer DP1. As a result, AFB may be generated. When the fifth process gas is used in step ST31, step ST32 may be performed by exposing the ammonium salt-containing layer DP1 to a sixth plasma PL6 generated from a sixth process gas containing boron. The sixth process gas may contain a boron-containing gas.
方法MT2によれば、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有物からAFB含有物を生成することによって、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有物に起因する凹部RSの形状不良を抑制することができる。 According to method MT2, by producing an AFB-containing material from an ammonium salt-containing material that does not contain boron, it is possible to suppress shape defects in the recesses RS caused by the ammonium salt-containing material that does not contain boron.
図11及び図12は、第2変形例に係るエッチング方法(以下、「方法MT3」という)のフローチャートである。方法MT3は、方法MT1の工程ST2~ST5に代えて、工程ST6を有する。方法MT3では、工程ST1において、図4に示されるように、シリコン及び窒素を含むエッチング対象膜FLと、エッチング対象膜FL上のマスクMKとを有する基板Wを提供する。工程ST6では、図5及び図6に示されるように、水素、フッ素、及びホウ素を含む処理ガスから生成されたプラズマにより、エッチング対象膜FLに凹部RSを形成しつつ、凹部RSの側壁RSaにAFB層DPを形成する。工程ST6は、図7に示されるように、AFB層DPにより側壁RSaを保護しながら、底面RSbをエッチングする工程(方法MT1における工程ST4)も含む。よって、工程ST6では、工程ST2~ST5が同時に行われ得る。 Figures 11 and 12 are flow charts of an etching method according to a second modified example (hereinafter, referred to as "method MT3"). Method MT3 has step ST6 instead of steps ST2 to ST5 of method MT1. In method MT3, in step ST1, as shown in FIG. 4, a substrate W having an etching target film FL containing silicon and nitrogen and a mask MK on the etching target film FL is provided. In step ST6, as shown in FIGS. 5 and 6, a recess RS is formed in the etching target film FL by plasma generated from a process gas containing hydrogen, fluorine, and boron, while an AFB layer DP is formed on the side wall RSa of the recess RS. As shown in FIG. 7, step ST6 also includes a step (step ST4 in method MT1) of etching the bottom surface RSb while protecting the side wall RSa with the AFB layer DP. Thus, in step ST6, steps ST2 to ST5 can be performed simultaneously.
図12に示されるように、工程ST6は、工程ST61~工程ST63を含んでもよい。工程ST61~工程ST63は順に実行され得る。 As shown in FIG. 12, step ST6 may include steps ST61 to ST63. Steps ST61 to ST63 may be performed in sequence.
(工程ST61)
工程ST61では、第1の処理ガスから第1のプラズマPL1を生成する。第1の処理ガスは、水素及びフッ素を含み、第1の流量でホウ素含有ガスを含んでもよい。工程ST61では、底面RSbのエッチングよりも、凹部RSの側壁RSaへのAFB層DPの形成が促進され得る。
(Step ST61)
In step ST61, a first plasma PL1 is generated from a first process gas. The first process gas may include hydrogen and fluorine and may include a boron-containing gas at a first flow rate. In step ST61, formation of an AFB layer DP on a sidewall RSa of the recess RS may be promoted rather than etching of the bottom surface RSb.
(工程ST62)
工程ST62では、第2の処理ガスから第2のプラズマPL2を生成する。第2の処理ガスは、水素及びフッ素を含んでもよい。第2の処理ガスは、ホウ素含有ガスを含まないか、又は第1の流量よりも少ない第2の流量でホウ素含有ガスを含んでもよい。工程ST62では、AFB層DPの形成よりも底面RSbのエッチングが促進され得る。
(Step ST62)
In step ST62, a second plasma PL2 is generated from a second process gas. The second process gas may include hydrogen and fluorine. The second process gas may not include a boron-containing gas or may include a boron-containing gas at a second flow rate that is lower than the first flow rate. In step ST62, etching of the bottom surface RSb may be promoted rather than formation of the AFB layer DP.
(工程ST63)
工程ST63では、工程ST61と工程ST62とを繰り返す。工程ST61と工程ST62とを繰り返すことによって、凹部RSが深くなる。
(Step ST63)
In step ST63, steps ST61 and ST62 are repeated. By repeating steps ST61 and ST62, the recesses RS become deeper.
以下、方法MT1、方法MT2及び方法MT3の評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。 Various experiments conducted to evaluate Methods MT1, MT2, and MT3 are described below. The experiments described below do not limit the present disclosure.
図13は、凹部RSの形状不良の程度を評価するための一例の基板の部分拡大断面図である。図5に示される基板Wのエッチング対象膜FLには凹部RSが形成される。凹部RSの中心基準線CLは、凹部RSの上端における凹部RSの幅の中点MPを通る。中心基準線CLからの中点MPのずれ量を凹部RSの深さ方向に沿って測定することによって、凹部RSの形状不良(撚れ又は捩れ)の程度を評価することができる。 Figure 13 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate for evaluating the degree of shape defect of the recess RS. A recess RS is formed in the etching target film FL of the substrate W shown in Figure 5. The center reference line CL of the recess RS passes through the midpoint MP of the width of the recess RS at the upper end of the recess RS. By measuring the deviation of the midpoint MP from the center reference line CL along the depth direction of the recess RS, the degree of shape defect (twist or twist) of the recess RS can be evaluated.
(第1の実験)
第1の実験では、図4に示した基板と同一の構造を有する基板を準備した。エッチング対象膜は、交互に積層されたシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む積層膜である。その後、処理ガスから生成されたプラズマにより、エッチング対象膜をエッチングした。処理ガスは、90体積%のフッ素含有ガスと、酸素ガスと、臭化水素ガスと、2体積%のBCl3ガスとを含む混合ガスである。本明細書において、各体積百分率は、処理ガスの全流量(単位:sccm)に対する各ガスの流量(単位:sccm)の割合を示す。エッチング時の基板支持部の温度は、-50℃以下である。
(First Experiment)
In the first experiment, a substrate having the same structure as the substrate shown in FIG. 4 was prepared. The film to be etched was a laminated film including silicon oxide films and silicon nitride films alternately stacked. The film to be etched was then etched by plasma generated from a processing gas. The processing gas was a mixed gas including 90% by volume of a fluorine-containing gas, oxygen gas, hydrogen bromide gas, and 2% by volume of BCl 3 gas. In this specification, each volume percentage indicates the ratio of the flow rate (unit: sccm) of each gas to the total flow rate (unit: sccm) of the processing gas. The temperature of the substrate support during etching was −50° C. or lower.
(第2の実験)
第2の実験では、処理ガスが異なること以外は第1の実験と同じようにエッチング対象膜をエッチングした。第2の実験では、処理ガスは、92体積%のフッ素含有ガスと、酸素含有ガスとを含む混合ガスである。処理ガスは、臭化水素ガスとBCl3ガスとを含まない。
(Second Experiment)
In the second experiment, the target film was etched in the same manner as in the first experiment, except that the processing gas was different. In the second experiment, the processing gas was a mixed gas containing 92% by volume of a fluorine-containing gas and an oxygen-containing gas. The processing gas did not contain hydrogen bromide gas or BCl 3 gas.
(実験結果)
第1及び第2の実験の各々において、エッチング対象膜のエッチングを行った後、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS:Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いて、凹部RSの側壁RSaの表面分析を行った。その結果、第1の実験では、AFBが検出され、AFSは検出されなかった。第2の実験では、AFSが検出され、AFBは検出されなかった。
(Experimental Results)
In each of the first and second experiments, after etching of the film to be etched, a surface analysis of the sidewall RSa of the recess RS was performed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). As a result, in the first experiment, AFB was detected, but AFS was not detected. In the second experiment, AFS was detected, but AFB was not detected.
第1及び第2の実験の各々においてエッチング対象膜のエッチングを行った後、図13に示されるように、凹部RSの深さ方向に沿った基板の断面において、凹部RSの幅の中点MPの中心基準線CLからのずれ量を求めた。図14は、凹部の形状異常の程度を評価した実験結果の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、凹部RSの幅の中点MPの中心基準線CLからのずれ量(nm)を示す。グラフの縦軸は、凹部RSの深さ(nm)を示す。凹部RSの深さが0である位置は、マスクとエッチング対象膜との境界に対応する。第2の実験における中点MPのずれ量を示すプロファイルE2の最大ずれ量(約45nm)は、第1の実験における中点MPのずれ量を示すプロファイルE1の最大ずれ量(約30nm)よりも大きかった。よって、処理ガスに水素及びホウ素が含まれると、凹部RSの形状不良の程度が改善し得ることが分かった。凹部RSの側壁RSa上又は側壁RSa内にAFB層が形成されたことによって、凹部RSの形状不良の程度が改善したことが想定される。 After etching the film to be etched in each of the first and second experiments, the deviation of the midpoint MP of the width of the recess RS from the center reference line CL was obtained in the cross section of the substrate along the depth direction of the recess RS, as shown in FIG. 13. FIG. 14 is a graph showing an example of an experiment result evaluating the degree of shape abnormality of the recess. The horizontal axis of the graph indicates the deviation (nm) of the midpoint MP of the width of the recess RS from the center reference line CL. The vertical axis of the graph indicates the depth (nm) of the recess RS. The position where the depth of the recess RS is 0 corresponds to the boundary between the mask and the film to be etched. The maximum deviation (about 45 nm) of the profile E2 showing the deviation of the midpoint MP in the second experiment was larger than the maximum deviation (about 30 nm) of the profile E1 showing the deviation of the midpoint MP in the first experiment. Therefore, it was found that the degree of shape abnormality of the recess RS can be improved when the processing gas contains hydrogen and boron. It is assumed that the formation of an AFB layer on or within the sidewall RSa of the recess RS has improved the degree of shape defects of the recess RS.
第1及び第2の実験の各々においてエッチング対象膜のエッチングを行った後、図15及び図16に示されるように、底面RSb近傍における凹部RSの横断面形状を観察した。凹部RSの横断面は、凹部RSの深さ方向に直交する断面である。横断面において、凹部RSはラインパターンを有する。図15は、第1の実験の結果を示し、図16は、第2の実験の結果を示す。第1の実験及び第2の実験の各々において、凹部RSの幅(CD:Critical Dimension)を測定した。第1の実験における凹部RSの幅は、56.7nmであった。第2の実験における凹部RSの幅は、104nmであった。よって、処理ガスに水素及びホウ素が含まれると、凹部RSの幅が縮小することが分かった。 After etching the film to be etched in each of the first and second experiments, the cross-sectional shape of the recess RS near the bottom surface RSb was observed as shown in Figures 15 and 16. The cross section of the recess RS is a cross section perpendicular to the depth direction of the recess RS. In the cross section, the recess RS has a line pattern. Figure 15 shows the results of the first experiment, and Figure 16 shows the results of the second experiment. In each of the first and second experiments, the width of the recess RS (CD: Critical Dimension) was measured. The width of the recess RS in the first experiment was 56.7 nm. The width of the recess RS in the second experiment was 104 nm. Therefore, it was found that the width of the recess RS is reduced when the processing gas contains hydrogen and boron.
第1の実験及び第2の実験の各々において、凹部RSの横断面から凹部RSのラインエッジラフネス(LER)を測定した。LERは、例えば、凹部RSの側壁RSaに沿って計測された算術平均粗さである。第1の実験におけるLERは、28nmであった。第2の実験におけるLERは、33nmであった。よって、処理ガスに水素及びホウ素が含まれると、LERが改善することが分かった。 In each of the first and second experiments, the line edge roughness (LER) of the recess RS was measured from the cross section of the recess RS. LER is, for example, the arithmetic mean roughness measured along the sidewall RSa of the recess RS. The LER in the first experiment was 28 nm. The LER in the second experiment was 33 nm. Therefore, it was found that the LER is improved when the process gas contains hydrogen and boron.
凹部RSがホールパターンを有する場合についても第1及び第2の実験と同じように実験を行った。その結果、プラズマエッチングに用いられる処理ガスにBCl3ガスを加えることによって、凹部RSの側壁RSa上又は側壁RSa内にAFB層が形成され、凹部RSの形状不良の程度が改善することが分かった。具体的には、最大ボーイング幅は、BCl3を加えない場合が101nmであったのに対し、BCl3を加えると99nmに改善した。凹部RSの幅は、BCl3を加えない場合が29nmであったのに対し、BCl3を加えると20nmに改善した。 Experiments were also conducted in the same manner as in the first and second experiments for the case where the recess RS had a hole pattern. As a result, it was found that by adding BCl 3 gas to the processing gas used for plasma etching, an AFB layer was formed on or within the sidewall RSa of the recess RS, and the degree of shape defects of the recess RS was improved. Specifically, the maximum bowing width was 101 nm when BCl 3 was not added, but improved to 99 nm when BCl 3 was added. The width of the recess RS was 29 nm when BCl 3 was not added, but improved to 20 nm when BCl 3 was added.
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の[E1]~[E20]に記載する。 Various exemplary embodiments included in this disclosure are described below in [E1] to [E20].
[E1]
(a)基板をエッチングして、前記基板に凹部の第1の部分を形成する工程であって、前記第1の部分は底面及び側壁を含む、工程と、
(b)前記側壁内又は前記側壁上に、フルオロホウ酸アンモニウム層を形成する工程と、
(c)前記フルオロホウ酸アンモニウム層により前記側壁を保護しながら、前記底面をエッチングして、前記第1の部分の下方に前記凹部の第2の部分を形成する工程と、
を含む、エッチング方法。
[E1]
(a) etching a substrate to form a first portion of a recess in the substrate, the first portion including a bottom surface and a sidewall;
(b) forming an ammonium fluoroborate layer in or on said sidewalls;
(c) etching the bottom surface while protecting the sidewalls with the ammonium fluoroborate layer to form a second portion of the recess below the first portion;
An etching method comprising:
[E2]
前記(b)は、前記基板を支持する基板支持部における温度が50℃以下において実施される、[E1]に記載のエッチング方法。
[E2]
The etching method according to [E1], wherein the step (b) is carried out at a temperature of a substrate support part supporting the substrate of 50° C. or less.
[E3]
前記(c)は前記(b)の後に実施される、[E1]又は[E2]に記載のエッチング方法。
[E3]
The etching method according to [E1] or [E2], wherein (c) is carried out after (b).
[E4]
(d)前記(b)及び前記(c)を繰り返す工程を更に含む、[E1]~[E3]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E4]
(d) The etching method according to any one of [E1] to [E3], further comprising the step of repeating the steps (b) and (c).
[E5]
前記(a)、前記(b)及び前記(c)は同時に実施される、[E1]又は[E2]に記載のエッチング方法。
[E5]
The etching method according to [E1] or [E2], wherein (a), (b) and (c) are carried out simultaneously.
[E6]
前記基板はエッチング対象膜を含み、
前記エッチング対象膜は、シリコン及び窒素を含み、
前記(b)は、第1の処理ガスから生成された第1のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記第1の処理ガスは、水素、フッ素、及びホウ素を含む、[E1]~[E5]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E6]
the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon and nitrogen;
(b) is performed by exposing the substrate to a first plasma generated from a first process gas;
The etching method according to any one of [E1] to [E5], wherein the first process gas contains hydrogen, fluorine, and boron.
[E7]
前記エッチング対象膜は、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、及び積層膜からなる群から選択される少なくとも一つを含み、前記積層膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む、[E6]に記載のエッチング方法。
[E7]
The etching method according to [E6], wherein the etching target film includes at least one selected from the group consisting of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a laminated film, and the laminated film includes a silicon oxide film and a silicon nitride film.
[E8]
前記第1の処理ガスは、水素含有ガス、フッ素含有ガス、及びホウ素含有ガスを含む、[E6]又は[E7]に記載のエッチング方法。
[E8]
The etching method according to [E6] or [E7], wherein the first process gas contains a hydrogen-containing gas, a fluorine-containing gas, and a boron-containing gas.
[E9]
前記第1の処理ガスは、リン含有ガス、ハロゲン含有ガス、窒素含有ガス、及び酸素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つの添加ガスを更に含む、[E6]~[E8]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E9]
The etching method according to any one of [E6] to [E8], wherein the first process gas further contains at least one additive gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas, a halogen-containing gas, a nitrogen-containing gas, and an oxygen-containing gas.
[E10]
前記基板はエッチング対象膜を含み、
前記エッチング対象膜は、シリコンを含み、
前記(b)は、第2の処理ガスから生成された第2のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記第2の処理ガスは、窒素、水素、フッ素、及びホウ素を含む、[E1]~[E5]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E10]
the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon;
(b) is performed by exposing the substrate to a second plasma generated from a second process gas;
The etching method according to any one of [E1] to [E5], wherein the second process gas contains nitrogen, hydrogen, fluorine, and boron.
[E11]
前記第2の処理ガスは、窒素含有ガス、水素含有ガス、フッ素含有ガス、及びホウ素含有ガスを含む、[E10]に記載のエッチング方法。
[E11]
The etching method according to [E10], wherein the second process gas contains a nitrogen-containing gas, a hydrogen-containing gas, a fluorine-containing gas, and a boron-containing gas.
[E12]
前記第2の処理ガスは、リン含有ガス、ハロゲン含有ガス、及び酸素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つの添加ガスを更に含む、[E10]又は[E11]に記載のエッチング方法。
[E12]
The etching method according to [E10] or [E11], wherein the second process gas further contains at least one additive gas selected from the group consisting of a phosphorus-containing gas, a halogen-containing gas, and an oxygen-containing gas.
[E13]
前記基板は、マスクを含み、前記マスクは、炭素含有膜又は金属含有膜を含む、[E1]~[E12]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E13]
The etching method according to any one of [E1] to [E12], wherein the substrate includes a mask, and the mask includes a carbon-containing film or a metal-containing film.
[E14]
前記(b)は、
(b1)前記側壁内又は前記側壁上に、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を形成する工程と、
(b2)前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層からフルオロホウ酸アンモニウムを含むフルオロホウ酸アンモニウム含有層を生成する工程と、
を含む、[E1]~[E13]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E14]
The (b) is
(b1) forming a boron-free ammonium salt-containing layer in or on the sidewall;
(b2) producing an ammonium fluoroborate-containing layer containing ammonium fluoroborate from the boron-free ammonium salt-containing layer;
The etching method according to any one of [E1] to [E13],
[E15]
前記基板はエッチング対象膜を含み、
前記エッチング対象膜は、シリコン及び窒素を含み、
前記(b1)は、水素及びフッ素を含む第3の処理ガスから生成された第3のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記(b2)は、ホウ素を含む第4の処理ガスから生成された第4のプラズマに前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を晒すことによって実施される、[E14]に記載のエッチング方法。
[E15]
the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon and nitrogen;
(b1) is performed by exposing the substrate to a third plasma generated from a third process gas comprising hydrogen and fluorine;
The etching method according to [E14], wherein (b2) is carried out by exposing the boron-free ammonium salt-containing layer to a fourth plasma generated from a fourth process gas containing boron.
[E16]
前記基板はエッチング対象膜を含み、
前記エッチング対象膜は、シリコンを含み、
前記(b1)は、窒素、水素、及びフッ素を含む第5の処理ガスから生成された第5のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記(b2)は、ホウ素を含む第6の処理ガスから生成された第6のプラズマに前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を晒すことによって実施される、[E14]に記載のエッチング方法。
[E16]
the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon;
(b1) is performed by exposing the substrate to a fifth plasma generated from a fifth process gas comprising nitrogen, hydrogen, and fluorine;
The etching method according to [E14], wherein (b2) is carried out by exposing the boron-free ammonium salt-containing layer to a sixth plasma generated from a sixth process gas containing boron.
[E17]
(a)シリコン及び窒素を含むエッチング対象膜と、前記エッチング対象膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、
(b)水素、フッ素、及びホウ素を含む処理ガスから生成されたプラズマにより、前記エッチング対象膜に凹部を形成しつつ、前記凹部の側壁にフルオロホウ酸アンモニウム層を形成する工程と、
を含む、エッチング方法。
[E17]
(a) providing a substrate having a film to be etched comprising silicon and nitrogen and a mask on the film to be etched;
(b) forming a recess in the film to be etched by plasma generated from a process gas containing hydrogen, fluorine, and boron while forming an ammonium fluoroborate layer on a side wall of the recess;
An etching method comprising:
[E18]
前記(b)は、
(b1)第1の処理ガスから第1のプラズマを生成する工程であり、前記第1の処理ガスは、水素及びフッ素を含み、第1の流量でホウ素含有ガスを含む、工程と、
(b2)第2の処理ガスから第2のプラズマを生成する工程であり、前記第2の処理ガスは、水素及びフッ素を含み、前記第2の処理ガスは、前記ホウ素含有ガスを含まないか、又は前記第1の流量よりも少ない第2の流量で前記ホウ素含有ガスを含む、工程と、を含む、[E17]に記載のエッチング方法。
[E18]
The (b) is
(b1) generating a first plasma from a first process gas, the first process gas including hydrogen and fluorine and including a boron-containing gas at a first flow rate;
(b2) generating a second plasma from a second process gas, the second process gas containing hydrogen and fluorine, and the second process gas not containing the boron-containing gas or containing the boron-containing gas at a second flow rate that is less than the first flow rate. The etching method according to [E17],
[E19]
前記(b)は、(b3)前記(b1)及び前記(b2)を繰り返す工程を更に含む、[E18]に記載のエッチング方法。
[E19]
The etching method according to [E18], wherein the (b) further includes a step (b3) of repeating the (b1) and the (b2).
[E20]
エッチング装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板をエッチングして、前記基板に凹部の第1の部分を形成し、
前記第1の部分の側壁内又は前記側壁上に、フルオロホウ酸アンモニウム層を形成し、
前記フルオロホウ酸アンモニウム層により前記側壁を保護しながら、前記第1の部分の底面をエッチングして、前記第1の部分の下方に前記凹部の第2の部分を形成するように前記エッチング装置を制御するよう構成される、エッチング装置。
[E20]
An etching apparatus comprising:
A chamber;
a substrate support for supporting a substrate within the chamber;
A control unit;
Equipped with
The control unit is
Etching the substrate to form a first portion of a recess in the substrate;
forming an ammonium fluoroborate layer in or on a sidewall of the first portion;
an etching apparatus configured to control the etching apparatus to etch a bottom surface of the first portion while protecting the sidewalls with the ammonium fluoroborate layer to form a second portion of the recess below the first portion.
1…プラズマ処理装置、2…制御部、10…プラズマ処理チャンバ、DP…フルオロホウ酸アンモニウム層(AFB層)、FL…、エッチング対象膜、MK…マスク、RS…凹部、RS1…第1の部分、RS2…第2の部分、RSa…側壁、RSb…底面、W…基板。
1...plasma processing apparatus, 2...control unit, 10...plasma processing chamber, DP...ammonium fluoroborate layer (AFB layer), FL...film to be etched, MK...mask, RS...recess, RS1...first portion, RS2...second portion, RSa...side wall, RSb...bottom surface, W...substrate.
Claims (20)
(b)前記側壁内又は前記側壁上に、フルオロホウ酸アンモニウム層を形成する工程と、
(c)前記フルオロホウ酸アンモニウム層により前記側壁を保護しながら、前記底面をエッチングして、前記第1の部分の下方に前記凹部の第2の部分を形成する工程と、
を含む、エッチング方法。 (a) etching a substrate to form a first portion of a recess in the substrate, the first portion including a bottom surface and a sidewall;
(b) forming an ammonium fluoroborate layer in or on said sidewalls;
(c) etching the bottom surface while protecting the sidewalls with the ammonium fluoroborate layer to form a second portion of the recess below the first portion;
An etching method comprising:
前記エッチング対象膜は、シリコン及び窒素を含み、
前記(b)は、第1の処理ガスから生成された第1のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記第1の処理ガスは、水素、フッ素、及びホウ素を含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon and nitrogen;
(b) is performed by exposing the substrate to a first plasma generated from a first process gas;
3. The etching method of claim 1, wherein the first process gas contains hydrogen, fluorine, and boron.
前記エッチング対象膜は、シリコンを含み、
前記(b)は、第2の処理ガスから生成された第2のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記第2の処理ガスは、窒素、水素、フッ素、及びホウ素を含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon;
(b) is performed by exposing the substrate to a second plasma generated from a second process gas;
3. The etching method of claim 1, wherein the second process gas contains nitrogen, hydrogen, fluorine, and boron.
(b1)前記側壁内又は前記側壁上に、ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を形成する工程と、
(b2)前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層からフルオロホウ酸アンモニウムを含むフルオロホウ酸アンモニウム含有層を生成する工程と、
を含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The (b) is
(b1) forming a boron-free ammonium salt-containing layer in or on the sidewall;
(b2) producing an ammonium fluoroborate-containing layer containing ammonium fluoroborate from the boron-free ammonium salt-containing layer;
The etching method according to claim 1 or 2, comprising:
前記エッチング対象膜は、シリコン及び窒素を含み、
前記(b1)は、水素及びフッ素を含む第3の処理ガスから生成された第3のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記(b2)は、ホウ素を含む第4の処理ガスから生成された第4のプラズマに前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を晒すことによって実施される、請求項14に記載のエッチング方法。 the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon and nitrogen;
(b1) is performed by exposing the substrate to a third plasma generated from a third process gas comprising hydrogen and fluorine;
15. The etching method of claim 14, wherein (b2) is performed by exposing the boron-free ammonium salt-containing layer to a fourth plasma generated from a fourth process gas that includes boron.
前記エッチング対象膜は、シリコンを含み、
前記(b1)は、窒素、水素、及びフッ素を含む第5の処理ガスから生成された第5のプラズマに前記基板を晒すことによって実施され、
前記(b2)は、ホウ素を含む第6の処理ガスから生成された第6のプラズマに前記ホウ素を含まないアンモニウム塩含有層を晒すことによって実施される、請求項14に記載のエッチング方法。 the substrate includes a film to be etched;
the film to be etched includes silicon;
(b1) is performed by exposing the substrate to a fifth plasma generated from a fifth process gas comprising nitrogen, hydrogen, and fluorine;
15. The etching method of claim 14, wherein (b2) is performed by exposing the boron-free ammonium salt-containing layer to a sixth plasma generated from a sixth process gas that includes boron.
(b)水素、フッ素、及びホウ素を含む処理ガスから生成されたプラズマにより、前記エッチング対象膜に凹部を形成しつつ、前記凹部の側壁にフルオロホウ酸アンモニウム層を形成する工程と、
を含む、エッチング方法。 (a) providing a substrate having a film to be etched comprising silicon and nitrogen and a mask on the film to be etched;
(b) forming a recess in the film to be etched by plasma generated from a process gas containing hydrogen, fluorine, and boron while forming an ammonium fluoroborate layer on a side wall of the recess;
An etching method comprising:
(b1)第1の処理ガスから第1のプラズマを生成する工程であり、前記第1の処理ガスは、水素及びフッ素を含み、第1の流量でホウ素含有ガスを含む、工程と、
(b2)第2の処理ガスから第2のプラズマを生成する工程であり、前記第2の処理ガスは、水素及びフッ素を含み、前記第2の処理ガスは、前記ホウ素含有ガスを含まないか、又は前記第1の流量よりも少ない第2の流量で前記ホウ素含有ガスを含む、工程と、
を含む、請求項17に記載のエッチング方法。 The (b) is
(b1) generating a first plasma from a first process gas, the first process gas including hydrogen and fluorine and including a boron-containing gas at a first flow rate;
(b2) generating a second plasma from a second process gas, the second process gas including hydrogen and fluorine, the second process gas including no boron-containing gas or including the boron-containing gas at a second flow rate less than the first flow rate;
20. The etching method of claim 17, comprising:
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板をエッチングして、前記基板に凹部の第1の部分を形成し、
前記第1の部分の側壁内又は前記側壁上に、フルオロホウ酸アンモニウム層を形成し、
前記フルオロホウ酸アンモニウム層により前記側壁を保護しながら、前記第1の部分の底面をエッチングして、前記第1の部分の下方に前記凹部の第2の部分を形成するように前記エッチング装置を制御するよう構成される、エッチング装置。
An etching apparatus comprising:
A chamber;
a substrate support for supporting a substrate within the chamber;
A control unit;
Equipped with
The control unit is
Etching the substrate to form a first portion of a recess in the substrate;
forming an ammonium fluoroborate layer in or on a sidewall of the first portion;
an etching apparatus configured to control the etching apparatus to etch a bottom surface of the first portion while protecting the sidewalls with the ammonium fluoroborate layer to form a second portion of the recess below the first portion.
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